关于肽核酸
肽核酸 (Peptide Nucleic Acid，PNA) 是一种人工合成的类似于 DNA 或 RNA 的聚合物。与多肽类似，各种嘌呤和嘧啶碱基通过亚甲基羰基连接到主链骨架上。由于 PNA 不带负电荷，与 DNA 和 RNA 之间不存在静电斥力，因而结合的稳定性和特异性都大为提高。不易被 DNA 酶和蛋白酶水解，PNA 在体内以及体外极其稳定。
PNA 的主要应用
- 序列特异性的 PCR 抑制剂（PNA夹）
- 端粒、着丝粒 FISH 探针，基因特异性探针，感染试验
- 反义/抗微生物试剂
- miRNA 抑制剂
- 双链 DNA 侵入和捕获
- 微阵列探针
非标记 PNA
由于其高亲和力和特异性，PNA 能有效结合靶核酸。未标记的 PNA 通常作为基因的 PCR 反应的特异性阻断剂（PNA 夹）。这种技术可以有效地检测靶基因中的 SNP 突变。
PNA倾向于定向且逆平行结合到靶核酸。PNA 5' 端的氨基（也写为 5' 或 H-），可以结合其它功能基团，PNA 3' 端的酰胺基（也写为-NH2或3'）反应活性弱。5' 端乙酰化可以阻止其继续发生反应。
因为 PNA 的解链温度 Tm 高于 DNA，一般情况下，大部分使用的PNA的长度为10 ~ 21个碱基。PNA 链越长，溶解性越差。嘌呤含量高（＞60%）尤其是碱基 G，是导致溶解性差的原因。根据序列，PNA链最大长度约为 40 个碱基。然而，我们强烈建议检查Tm，设计探针应具有适当的长度和序列。
当 PNA 链较长（>22mer）或者嘌呤含量高（＞60%）时，为了提高 PNA 探针的溶解性，我们建议在序列中加入一些助溶基团如 O linker、E linker、X linker 或者两个赖氨酸。当 PNA 偶联多肽或染料时，接头(linker)可以起到空间间隔(spacer)的作用。
可能用到的接头
- O linker (也称 AEEA 或 eg1)：常用来提高溶解性
- 起到空间间隔作用：O、E、X、C3、C4、C6、C12
- 加入巯基：C6SH、C11SH
标记PNA
PNA 链 5’端和 3’端均可以标记。由于 3' 端是非活性基团(-CONH2)，所以需加入一个赖氨酸，其侧链上的氨基可以用来标记。
如果在 5' 端标记，我们建议在 PNA 和标记物之间加 1~2 O linkers。
标记物：荧光基团（—NHS 酯或羧基酰胺）、生物素、棕榈酸、地.高辛、DABCYL、叠氮化物、亚甲基蓝、巯基等。
肽核酸-多肽
因为肽核酸主链是基于多聚酰胺连接在一起，肽核酸可以很容易地与多肽结合以增加功能。例如，加入赖氨酸可提高肽核酸的溶解性；加入半胱氨酸可使肽核酸与其它分子通过二硫键连接在一起。
PNA 链两端均可以用来偶联多肽，但经常偶联在 5' 端（肽+ PNA）。多肽和 PNA 之间需加入起到空间间隔作用的 O linker。
肽核酸-多肽一个最普遍的应用就是用作抗微生物试剂，它是由 CPP[最常见的（KFF）3K或（RXR）4xB]和含有10 ~ 15 碱基的 PNA 分子组成，对微生物必需的基因具有反义作用。
同样，在哺乳动物细胞中，使用 **CPP-PNA（设计的PNA对靶mRNA反义）**可以很容易地建立反义寡核苷酸的方法。最常见的是，PNA 设计在 5' ATG 和上游区域。
多肽-PNA另一种应用是基因芯片，可以从目标微生物中捕获反基因和转录基因。
一般来说，肽核酸-多肽是在树脂上从 C 端到 N 端连续合成的。
Gamma PNA
Gamma PNA在N-aminoethylglycine单元的gamma位C原子上具有手性中心。Gamma取代可在普通PNA每第三个残基处。
每增加一个gamma取代，其 Tm就会提高5 - 8℃，可导致更高亲和力的序列特异性结合。此外，gamma PNA可以插入双链DNA中，形成三螺旋结构。
此外，gamma PNA还有这样几个优点： 增加溶解性、不发生自凝聚、PNA-DNA结合更稳定和标记多样性及其他功能。
合适的gamma功能基团
- 赖氨酸：较好溶解性、两端可双标、细胞渗透。
- MiniPEG：更好溶解性和特异性结合、有效的插入双链DNA中。
- 丙氨酸和谷氨酸也可以修饰。
设计 PNA
PNA 低聚物可以在任一方向形成双链，但反平行方向优先。
PNA / DNA 的 Tm 一般比相应的 DNA / DNA 高。 粗略地说，每一个碱基对可增加大约1℃。
由于和互补 DNA 序列高亲和性，通常不需要设计长链的 PNA。最常见的 PNA 含有12-21个碱基。
强烈建议避免任何自我互补序列，如反向重复序列，发夹和回文序列，这是因为 PNA / PNA 相互作用强于 PNA / DNA。
同样建议避免嘌呤含量高的序列，因为它们往往发生聚合，导致水溶性差。尽量使嘌呤含量**低于60%。**也尽量避免相邻嘌呤超过 6 个残基，特别是连续 4 个或更多的 G 残基。
为了提高 PNA 探针的溶解性，可在序列中加入一些助溶基团如 O linker、E linker、X linker 或者两个赖氨酸。
订购PNA
- PNA的价格取决于序列长度、产量、纯度以及修饰标记，请将您的具体需求发送至邮箱tech@sbsbio.com，我们将第一时间联系您。
- 最低订购量：未标记PNA 20 nmole，标记PNA 10 nmole。
- 有>90%和>95%两种纯度可供选择。
- 提供HPLC纯度分析和质谱分析报告。
- 一般2-3周交货，gamma PNA或修饰标记的3-4周交货。
精选引用
想了解使用我们的PNA已发表的研究文献吗？
Exponential Increase in an Ionic Signal: A Dominant Role of the Space Charge Effect on the Outer Surface of Nanochannels
Anal. Chem. | 28 Sep 2021 | DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c03431
All single-stranded PNA sequences were purchased from SBS Genetech Co., Ltd. (Beijing, China).
Peptide Nucleic Acid-Functionalized Nanochannel Biosensor for the Highly Sensitive Detection of Tumor Exosomal MicroRNA
Anal. Chem. | 30 July 2021 | DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c01898
PNA was synthesized by SBS Genetech Co. Ltd. (Beijing, China). Table S1 shows the above-mentioned oligonucleotide sequence.
Ultrasensitive Exosomal MicroRNA Detection with a Supercharged DNA Framework Nanolabel
Anal. Chem. | 2 April 2021 | DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c00295
Thiolated PNA with a−(CH2)6− spacer at the 5′ end was synthesized and purified by SBS Genetech Co., Ltd. (Beijing, China). All the sequences
are shown in Table S1.